一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物的合成方法，属于有机合成技术领域。在催化剂存在下，N‑取代哌啶类化合物和2‑氧代‑2‑芳基乙酸之间发生串联反应，一锅中直接高效合成出5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物，具体操作为：将N‑取代哌啶类化合物和2‑氧代‑2‑芳基乙酸溶于有机溶剂中，然后加入铁催化剂和氧化剂，加热升温反应制得5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物。本发明专利技术过程简单、高效；条件温和，操作简便；底物的适用范围广，为5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物的合成提供了一种经济实用且绿色环保的新方法。

A method for synthesizing 5H furan 2 ketone and piperidine compounds

The synthesis method of the invention discloses a 5H furan 2 ketone and piperidine compounds, belonging to the technical field of organic synthesis. In the presence of N substituted piperidine compounds and 2 oxygen generation tandem reaction between 2 aryl acetic acid, a direct and efficient synthesis of 5H furan 2 ketone and piperidine compounds, the specific operation is: N substituted piperidine compounds and 2 oxygen generation 2 aryl acetic acid dissolved in an organic solvent, then adding iron catalyst and oxidant, heating the reaction of 5H furan 2 ketone and piperidine compounds. The invention has the advantages of simple process, mild condition, simple operation and high efficiency;; the scope of substrate, synthesis of 5H furan 2 ketone and piperidine compounds provides an economical and practical new method and green environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法。
技术介绍
作为一种独特的N,O-双杂环结构，5H-呋喃-2-酮并哌啶是许多天然产物、临床药物、功能材料和日用化学品的重要组成部分，在有机化学和药物化学等领域具有重要的应用价值。目前，该双环结构的构筑主要是通过在预官能团化的哌啶环上引入呋喃酮来实现。该方法尽管直接、有效，但尚存在以下不足之处：1)需要对商品化的试剂进行预官能团化；2)需要使用价格昂贵的催化剂；3)反应的区域选择性差；4)反应条件苛刻；5)原子经济性低，从而使其实际应用价值受到影响。因此，研究并开发从价廉易得的原料出发、经由简便的操作步骤合成5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的新方法，不仅具有重要的理论意义，而且具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，该合成方法通过铁盐催化下N-取代哌啶类化合物和2-氧代-2-芳基乙酸之间发生的串联反应合成出5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物，具有操作简便、条件温和、底物适用范围广等优点，适合于工业化生产。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于合成过程包括以下步骤：将N-取代哌啶类化合物1和2-氧代-2-芳基乙酸2溶于溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，加热升温反应制得5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：其中R1为苯基、取代苯基、萘基或吡啶-2-基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、硝基、C1-4烷基、甲氧基或苯基中的一个或多个，萘基为α-萘基或β-萘基，R2为C1-4烷基、苯基或取代苯基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、C1-4烷基或甲氧基，R3为苯基、取代苯基或萘基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、三氟甲基、C1-4烷基或甲氧基。进一步地，所述反应溶剂为起到溶解原料的作用，优选乙腈、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺。进一步地，所述催化剂为铁盐，优选三氯化铁、六水合三氯化铁、硫酸铁或九水合硝酸铁。进一步地，所述氧化剂为氧气、二叔丁基过氧化物、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰中的一种或多种混合。当氧化剂中含有氧气时，采用在1atm氧气氛围下进行反应；氧化剂中含有二叔丁基过氧化物、过氧化氢异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰时，这些氧化剂加入量为N-取代哌啶类化合物1摩尔当量的0.5-3倍。进一步地，反应也可以在碱存在下进行，碱的添加对反应有促进作用，碱优选4-二甲氨基吡啶、碳酸钾、三乙胺或哌啶，碱的用量为N-取代哌啶类化合物1的5-15mol％。进一步地，反应温度为40-80℃。进一步地，所述的N-取代哌啶类化合物1、2-氧代-2-芳基乙酸2和催化剂的投料摩尔比为1-3:1-2:0.05-0.5。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术通过铁盐催化下N-取代哌啶类化合物和2-氧代-2-芳基乙酸之间的串联反应，在一锅中直接高效合成出5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物，过程简单、高效；(2)反应所用催化剂铁盐经济、绿色、对环境友好；(3)反应的原子经济性高，符合绿色化学的要求；(4)反应温度在80℃以下，条件温和，操作简便；(5)底物的适用范围广。因此，本专利技术为5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成提供了一种经济实用且绿色环保的新方法。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1在反应管中依次加入1a(0.5mmol,81mg)、2a(0.5mmol,75mg)、乙腈(3mL)、三氯化铁(0.05mmol,8.1mg)和二叔丁基过氧化物(0.5mmol,92μL)，在氧气(1atm)气氛下于60℃搅拌反应24h。然后，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝10/1)得白色固体产物3a(60mg,41％)。该化合物的表征数据如下：1HNMR(600MHz,CDCl3)δ:1.88-1.89(m,1H),2.10-2.11(m,1H),2.58-2.59(m,1H),3.17-3.18(m,1H),3.41(brs,2H),5.84(s,1H),7.02(t,J＝7.2Hz,1H),7.18(d,J＝7.8Hz,2H),7.34(t,J＝7.2Hz,2H),7.41(t,J＝7.2Hz,1H),7.46(t,J＝7.2Hz,2H),7.55(d,J＝7.2Hz,2H).13CNMR(100Hz,CDCl3)δ:22.7,23.3,45.8,89.2,116.7,120.9,126.7,127.6,127.9,128.1,128.3,147.1,156.4,170.0.HRMScalcdforC19H18NO2:292.1332[M+H]+,found:292.1335.实施例2在反应管中依次加入1a(0.5mmol,81mg)、2a(0.5mmol,75mg)、乙腈(3mL)、三氯化铁(0.05mmol,8.1mg)、二叔丁基过氧化物(0.5mmol,92μL)和4-二甲氨基吡啶(0.05mmol,6.1mg)，在氧气(1atm)气氛下于60℃搅拌反应24h。然后加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝10/1)得白色固体产物3a(95mg,65％)。实施例3在反应管中依次加入1a(0.5mmol,81mg)、2a(0.5mmol,75mg)、乙腈(3mL)、三氯化铁(0.05mmol,8.1mg)、二叔丁基过氧化物(0.25mmol,46μL)和4-二甲氨基吡啶(0.05mmol,6.1mg)，在氧气(1atm)气氛下于60℃搅拌反应24h。然后加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝10/1)得白色固体产物3a(73mg,50％)。实施例4在反应管中依次加入1a(0.5mmol,81mg)、2a(0.5mmol,75mg)、乙腈(3mL)、三氯化铁(0.05mmol,8.1mg)、二叔丁基过氧化物(0.5mmol,92μL)和碳酸钾(0.05mmol,6.9mg)，在氧气(1atm)气氛下于60℃搅拌反应24h。然后，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝10/1)得白色固体产物3a(80mg,55％)。实施例5在反应管中依次加入1a(0.5mmol,81mg)、2a(0.5mmol,75mg)、乙腈(3mL)、三氯化铁(0.05mmol,8.1mg)、二叔丁基过氧化物(0.5mmol,92μL)和三乙胺(0.05mmol,6.9μL)，在氧气(1a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下操作：将N‑取代哌啶类化合物1和2‑氧代‑2‑芳基乙酸2溶于溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，加热升温反应制得5H‑呋喃‑2‑酮并哌啶类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：

【技术特征摘要】
1.一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下操作：将N-取代哌啶类化合物1和2-氧代-2-芳基乙酸2溶于溶剂中，然后加入催化剂和氧化剂，加热升温反应制得5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：其中R1为苯基、取代苯基、萘基或吡啶-2-基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、硝基、C1-4烷基、甲氧基或苯基中的一个或多个，萘基为α-萘基或β-萘基；R2为C1-4烷基、苯基或取代苯基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、C1-4烷基或甲氧基；R3为苯基、取代苯基或萘基，取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、三氟甲基、C1-4烷基或甲氧基。2.根据权利要求1中一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于：所述反应溶剂选自乙腈、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺。3.根据权利要求1中一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于：所述催化剂为铁盐。4.根据权利要求1或3中一种5H-呋喃-2-酮并哌啶类化合物的合成方法，其特征在于：所述催化剂选自三氯化铁、六水合三氯化铁、硫酸铁或九水合硝酸铁。5.根据权利要求1中一种5H-呋喃...

【专利技术属性】
技术研发人员：范学森，师晓楠，张新迎，何艳，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41